Články, TZB

Veřejné osvětlení 2 – Osvětlovací soustavy

V minulém díle jsme přinesli přehled pojmů a prvků veřejného osvětlaní a charakteristiky používaných světelných zdrojů. Tímto článkem navážeme s širším pohledem na osvětlovací soustavy, včetně legislativy a managementu.

Osvětlovací soustava
Na veřejné osvětlení se vztahuje řada technických, kvalitativních i legislativních požadavků. K soustavě veřejného osvětlení se nicméně neváže jen vhodný návrh, ale také kvalitní průběžná údržba, která je důležitá pro co nejvyšší životnost a pro optimalizaci celkových nákladů.

Legislativní požadavky
Požadavky na veřejné osvětlení nejsou dány uceleně v jednom právním předpisu, ale jsou rozesety v několika zákonech a vyhláškách. Veřejného osvětlení se dotýkají např. stavební zákon 183/2006 Sb., zákon o obcích 128/2000 Sb., zákon o pozemních komunikacích 13/1997 Sb., vyhláška o dokumentaci staveb 499/2006 Sb., vyhláška o technických požadavcích zabezpečujících bezbariérové užívání staveb 398/2009 Sb., vyhláška o základním obsahu technické mapy obce 233/2010 Sb., vyhláška doplňující zákon o účetnictví 410/2009 a částečně se veřejného osvětlení dotýkají také pravidla provozu na pozemních komunikacích a nařízení vlády týkající se regenerace panelových sídlišť. Je zajímavé, že ve většině legislativních předpisů se užívá obvyklý a zavedený termín „veřejné osvětlení“, nicméně v rámci statistické klasifikace funkcí vládních institucí (CZ-COFOG) je užit termín „pouliční -osvětlení“.

Obr. 1: Historizující svítidlo – vysokotlaká sodíková výbojkaObr. 2: LED svítidloObr. 3: Historizující svítidlo

Technické požadavky
Soustava veřejného osvětlení je poměrné rozsáhlá a rovněž požadavků na technická zařízení je poměrně mnoho. Základ v českém prostředí tvoří tzv. TKP 15 – Technické kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací, kapitola 15 Osvětlení pozemních komunikací, kterou schválilo Ministerstvo dopravy a spojů. Dokument určuje základní pojmy, pokyny a technické požadavky na veřejné osvětlení. Z hlediska technických požadavků je rovněž důležitý soubor evropských norem ČSN EN 13 201 Osvětlení pozemních komunikací – část 1, 2, 3 a 4. Tyto části normy se zabývají definicemi tříd osvětlení, požadavků na osvětlení, výpočtů parametrů a metod měření.

Zatřídění komunikací vyplývající z normy je základem pro kvalitní a bezpečné osvětlení. Zatřídění se určuje na základě řady kritérií:
– druh uživatele (motorová vozidla, cyklisté, chodci),
– typická rychlost,
– hustota křižovatek,
– intenzita provozu,
– riziko kriminality a náročnost navigace,
– vliv okolí a převládající počasí.

Z hlediska osvětlení se komunikace dělí do tří základních tříd osvětlení: ME pro komunikace pro motorová vozidla, S pro komunikace převážně pro chodce, CE pro konfliktní oblasti. Těmto třídám jsou přiřazeny světelně technické požadavky. Např. na komunikaci třídy ME5, kterou si můžeme představit jako méně rušnou výpadovku z města, je předepsán průměrný jas povrchu 0,5 cd/m2 a norma určuje i minimální rovnoměrnost, omezující oslnění a osvětlení okolí. Pro komunikace třídy S5, kterou si můžeme představit jako méně rušný chodník, je dán požadavek průměrné osvětlenosti 3 lx a minimální osvětlenost 0,6 lx.

Soubor norem ČSN EN 13 201 není pro obce až na několik výjimek závazný. Přesto tvoří páteř požadavků na osvětlení pozemních komunikací a dodržování normy je odborníky doporučováno.

Jedním z požadavků na provozovatele elektrického zařízení je také zajištění revize elektrického zařízení, tedy i soustavy veřejného osvětlení. Revize je předepsána normou ČSN 33 1500 a revizní zpráva je platná čtyři roky.

Na prvky veřejného osvětlení (svítidla, světelné zdroje a předřadníky) se také vztahuje nařízení o tzv. ekodesignu 245/2009, které předepisuje požadavky na účinnost a funkce.

Obr. 4, 5: LED osvětlení pěší zóny u Anděla v Praze 5, instalované jako pilotní projekt v roce 2009Obr. 4, 5: LED osvětlení pěší zóny u Anděla v Praze 5, instalované jako pilotní projekt v roce 2009verejne-osvetleni06 75787

Správa a údržba
Správný návrh a vybudování soustavy veřejného osvětlení je pouze polovina úspěchu. Druhou polovinou je vhodná a ekonomická správa a údržba. Jsou obvyklé dva druhy správy. V prvním případě se jedná o správu přímo obcí, která své pracovníky či zřízené organizace pověří údržbou veřejného osvětlení. Druhý způsob je využití externího subdodavatele, což může být pro obec administrativně jednodušší. Existují různé varianty externí správy lišící se např. v možnosti platby za elektrickou energii subdodavatelem (známá pod názvem přenesená správa veřejného osvětlení) či využití jiných smluvních závazků motivující externí firmu k šetrnosti. Smlouvy s externími subdodavateli jsou uzavírány na 5–10 let a po uzavření smlouvy je obvyklá počáteční rekonstrukce.

Kvalitní údržba veřejného osvětlení je klíčová pro zachování plné funkčnosti a pro zachování parametrů i po mnoha letech provozu. Údržbu můžeme rozdělit na preventivní, operativní a havarijní. Preventivní údržba se řídí předem stanoveným harmonogramem a předchází poruchám (jedná se o revize, kontroly zařízení, skupinovou výměnu světelných zdrojů, čištění, kontroly, nátěry apod.). Preventivní údržba pozitivně ovlivňuje délku života zařízení a zlevňuje celkovou správu veřejného osvětlení. Operativní údržba souvisí s dožitím jednotlivých komponent (svítidla, světelné zdroje, předřadníky) a znamená především odstraňování závad. Havarijní údržba se provádí pro odstranění následků nenadálých škod (vandalové, nehody, přírodní živly apod.). Havarijní údržba je důležitá nejen kvůli funkčnosti, ale také kvůli bezpečnosti.

Pasport
Pasport veřejného osvětlení je evidencí majetku obce a je dle stavebního zákona povinný. V praxi se jedná obvykle o počítačovou databázi včetně mapových podkladů se zakreslenými prvky soustavy veřejného osvětlení, tedy především světelné body, zapínací místa, ale i kabeláž a další. Z pasportu lze získat množství potřebných informací a jeho povinné vyhotovení by nemělo vést k samoúčelnému dokumentu. Naopak pasport je veskrze užitečný dokument, na jehož základě lze efektivně plánovat preventivní údržbu a který tak v důsledku šetří obci peníze.

Po důsledné pasportizaci může sloužit veřejné osvětlení i jinému účelu. Např. díky husté síti veřejného osvětlení lze v Praze lokalizovat nehodu při hlášení složkám záchranného systému pomocí identifikačního čísla, které je na štítku na každém stožáru.

Energetický audit
Energetický audit dle vyhlášky 480/2012 Sb. se používá především pro energetické zhodnocení zařízení a budov. Používá se nicméně i pro zhodnocení soustav veřejného osvětlení. Energetický audit je zejména vhodný pro obce s neudržovaným veřejným osvětlením či pro ekonomické zhodnocení možných úsporných opatření.

Spínání a stmívání
Veřejné osvětlení se provozuje ve větších obcích od setmění do rozednění bez vypínání. V tomto případě je průměrná roční doba provozu 4000 hodin. Menší obce veřejné osvětlení na noc vypínají dle místních potřeb a zvyklostí (např. po odjezdu posledního autobusu).

Pro vypínání a zapínání se využívá buď světelné čidlo, nebo spínací hodiny. Výhoda světelného čidla je možnost zapnutí veřejného osvětlení ve chvíli, kdy je světlo skutečně potřeba (např. při oblačném počasí i dříve, než nastane západ slunce). Z hlediska přesnosti spínání jsou nejpřesnější spínače s astronomickými hodinami, které přesně pro svoji polohu zapínají a vypínají dle skutečného západu a východu slunce.

Pro úsporu nákladů se někdy užívá stmívání v nočních hodinách při sníženém provozu (snižování světelného toku). Způsobů stmívání je několik. Jednou z možností je autonomní regulace (či individuální regulace), která vyžaduje vhodné svítidlo či doplnění svítidla o předřadník. Autonomní regulace probíhá dle programu uloženého v zařízení či svítidle. Výhodou autonomní regulace je jednoduchost a nízké pořizovací náklady. Nevýhodou je naopak složitější změna nastaveného programu. Zejména s rozvojem LED svítidel se autonomní regulace stala ještě přístupnější, neboť často není potřeba LED svítidlo doplňovat o další regulační prvek.

Druhou možností je centrální regulace. Nejjednodušší je skupinové stmívání snížením napětí v rozvaděči (možné pouze pro výbojky). Tento způsob se užívá zejména u rozvaděčů s velkým výkonem (rušné silnice a dálnice). Komplexnějším druhem centrální regulace jsou tzv. systémy tele-managementu, kdy můžeme ovládat na dálku jednotlivé rozvaděče nebo jednotlivá svítidla. Výhodou je obvykle dobrý přehled o celé soustavě veřejného osvětlení se všemi provozními parametry. Nevýhodou je vysoká cena.

Obr. 7, 8: Prvky veřejného osvětlení ve Štýrském Hradci s rozptylovacími odraznými plochamiObr. 7, 8: Prvky veřejného osvětlení ve Štýrském Hradci s rozptylovacími odraznými plochami

Světelné znečištění
Světelné znečištění, někdy označované jako rušivé světlo, popisuje fakt, že umělé osvětlení je rozptýleno i mimo oblasti, pro které je určeno a kde je využíváno. Světelné znečištění je obvykle negativně vnímáno obyvateli měst (nežádoucí světlo v našich ložnicích) a astronomy (mají ztíženou práci). Největším přispěvatelem světelného znečištění jsou venkovní reklamy a komerční a průmyslové zóny. Částečně ke světelnému znečištění přispívá také veřejné osvětlení. Vhodným návrhem lze nicméně tento podíl zmenšit. Můžeme tak docílit zejména vhodnou vyzařovací charakteristikou svítidel – světlo svítí skutečně jen tam, kde je potřeba. Takový návrh má i ekonomicky příznivý dopad.

Architektonické a slavnostní osvětlení
Architektonické a slavnostní osvětlení je důležitou součástí veřejného osvětlení. Dokresluje atmosféru místa, zdůrazňuje dominanty obce (místní kaple, zámek), turisticky významné oblasti či události (u nás nejčastěji vánoční osvětlení). Architektonické i slavnostní osvětlení zvyšuje prestiž a komfort obce a je zejména úkolem pro architekty.

Dnešní veřejné osvětlení
Dnešní veřejné osvětlení je v České republice směsí jednotných svítidel z doby svázaného trhu (všichni si vybavujeme např. kulaté „sadovky“) a svítidel z pozdější doby. Individuální přístup k veřejnému osvětlení přinesl výborné a designové návrhy veřejného osvětlení, ale přinesl někde i nedostatečné finance a zanedbání veřejného osvětlení.

Financování a dotační tituly
Financování veřejného osvětlení je jedním z důležitých aspektů správného chodu a budování veřejného osvětlení. Obvyklé je financování z obecního rozpočtu. Na modernizace či rekonstrukce veřejného osvětlení lze také sjednat úvěr. Ve veřejném osvětlení lze částečně využít i metodu EPC, která k financování využívá úspor nákladů na energie po rekonstrukci. Tuto metodu nicméně nelze využít na rekonstrukci prvků, které nepřinášejí úspory (např. stožáry či kabeláž), a je pak vhodná částečná spoluúčast obce. Do formy financování lze zahrnout i dříve zmiňovanou přenesenou správu veřejného osvětlení. Na počátku je obvyklá počáteční rekonstrukce s částečnou nebo úplnou spoluúčastí obce. Do forem financování lze zařadit i dotační tituly. V České republice se v současnosti jedná pouze o národní program Ministerstva průmyslu a obchodu EFEKT s nevelkým rozpočtem (který ale v roce 2015 narostl). V rámci evropských strukturálních fondů není veřejné osvětlení podporováno i přes počáteční snahu Ministerstva životního prostředí.

Obr. 9: „Pádlová lampa“ (Paddle lamp), Pärvu, Estonsko, design Margus Triibmann, KEHA3, ve spolupráci s Luhse & Tuhal architects, materiál PMMA a ocel, světelný prvek 35W HITObr. 10: Větev (Branch), design Margus Triibmann, KEHA3, materiál hliník a ocel, LED diody, lampu lze rozšiřovat a upravovat její tvar podle potřeby

Energetická náročnost a statistika
V roce 2009 bylo v České republice přibližně 1,4 miliónu světelných bodů. Přibližná celková spotřeba na veřejné osvětlení činila 585 GWh, což tvořilo necelé procento české spotřeby elektrické energie.

Světelné diody (LED)
Výrazným hybatelem dnešního veřejného osvětlení (a nejen veřejného) jsou světelné diody. LED způsobují postupnou proměnu celého sektoru. Důsledkem je poměrně nekonsolidovaný trh zaplněný kvalitními i méně kvalitními svítidly. Vznikla řada pilotních projektů s LED osvětlením, díky kterým se mohla odborná veřejnost seznámit se specifiky LED svítidel. Dnes se již na řadě míst LED osvětlení projektuje. Vzhledem k vyšším cenám a překotnému rozvoji nejsou nicméně světelné diody vždy ideální volbou. Pro správný výběr LED svítidla je vhodné mít zpracovaný projekt, požadovat prodlouženou záruku, certifikát autorizovaných zkušeben a vhodné je také nezávislé změření realizovaného osvětlení.

Ačkoliv světelné diody mívají již dnes vyšší měrný výkon než vysokotlaké sodíkové výbojky, často se pouhá náhrada svítidel ekonomicky nevyplatí. Ekonomicky vhodnější je využití LED svítidel v místech, kde probíhá kompletní rekonstrukce (cena svítidel v tomto případě tvoří jen část rozpočtu) a kde k dražším LED svítidlům existují důvody (stmívání, výhodný světelný tok modelu, design apod.).

Veřejné osvětlení je dnes již neodmyslitelnou a důležitou součástí našich obcí. Ať už v malých vískách nebo větších městech, je vhodné se zajímat, zda veřejné osvětlení plní svůj účel. Veřejné osvětlení je veřejnou službou pro nás pro všechny. Musí být funkční a praktické, ale to nevylučuje, aby bylo i esteticky zajímavé. Současné technologie totiž otevírají nové možnosti architektům a designérům, jak ukazují i doprovodné fotografie.

MICHAL STAŠA
foto archiv firem Osram (1, 2) a ELTODO (3), Ondřej Mika (4–8), archiv studia KEHA3 (9, 10)

Literatura:
1) Světelné zdroje a svítidla pro veřejné osvětlení v roce 2012. SEVEn, Středisko pro efektivní využívání energie, o. p. s., 2012.
2) Veřejné osvětlení pro města a obce – manuál pro pracovníky místních samospráv. SEVEn, Středisko pro efektivní využívání energie, o. p. s., 2010.
3) Solid-State Lighting R&D Plan. Department of Energy of USA, 2015.
4) www.keha3.ee.

Michal Staša (*1979) pracuje jako konzultant v oboru osvětlení.